KR102123765B1

KR102123765B1 - 선박 배기가스 처리 검사 방법

Info

Publication number: KR102123765B1
Application number: KR1020190120324A
Authority: KR
Inventors: 신윤은
Original assignee: 경성산업(주)
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-06-17
Anticipated expiration: 2039-09-30

Abstract

본 발명은 선박 배기가스 처리 검사 방법에 관한 것으로, 선박의 보조발전기의 배기구에서 배출되는 배기가스를 선박 배기가스 필터 장치로 처리한 후 검사하는 선박 배기가스 처리 검사 방법에 있어서,
상기 선박의 배기구에서 배출된 배기가스가 선박 배기가스 필터 장치의 투입관(100)으로 투입되는 1단계;
상기 투입관(100)을 통해 유입되는 배기가스에 환원제를 공급하는 2단계;
상기 배기가스와 환원제를 혼합하는 3단계;
상기 선박 배기가스 필터 장치의 처리부(400)에서 배기가스를 처리하는 4단계;
상기 선박 배기가스 필터 장치의 처리부(400)에서 걸러진 배기가스를 검사하는 5단계;
로 이루어지는 것으로,
본 발명은 선박의 보조발전기에서 배출되는 배기가 필터를 거치면서 녹스와 분진이 동시에 걸러지는 친환경적이고, 설치비용이 저렴하며, 폐 가스 처리공정 축소로 인한 인력 및 원가를 절감할 수 있는 현저한 효과가 있다.

Description

선박 배기가스 처리 검사 방법{Ship exhaust gas treatment inspection method}

본 발명은 선박 배기가스 처리 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박에 설치되어 작동되는 보조발전기에서 배출되는 배기가스의 분진, 녹스(NOx)를 걸러내는 선박 배기가스 처리 검사 방법에 관한 것이다.

일반적으로 등록특허공보 등록번호 제10-1480435호의 선박용 복합 배기가스 처리장치에 의하면, 일반적으로 천연가스(Natural Gas)는 천연적으로 지하에서 발생하는 가스로써, 탄화수소를 주성분으로 하는 가연성 가스이다. 이와 같은 천연가스는 수송 선박에 저장된 상태로 원거리의 소비처로 운반되며, 통상적으로는 액체 상태의 LNG(Liquefied Natural Gad) 혹은, LPG(Liquefied Pertroleum Gas)로써 LNG선의 카고 탱크 내에 저장된다.

종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1480435호의 선박용 복합 배기가스 처리장치에 의하면, 불활성가스 생성모드와 배기가스 정화모드의 운전에 따라 선박에서 발생된 배기가스를 제공받고 상기 배기가스를 해수관로로부터 유입된 해수로 냉각 및 정화하여 불활성가스를 생성하거나 또는 상기 배기가스를 탈황시켜 배출하는 배기가스 처리부;

상기 배기가스 처리부로부터 배출되는 불활성가스 또는 배기가스를 선택적으로 제공받아 해당 선박의 카고탱크 또는 대기로 배출되도록 유동을 안내하는 배기가스 공급관로;

상기 배기가스 처리부에서 배기가스의 정화를 위해 사용된 오염수를 제공받아 정화하는 수처리부; 그리고

상기 불활성가스와 배기가스 또는 해수의 각종 상태를 모니터링하는 모니터링부를 포함하여 구성되고;

상기 배기가스 처리부에는, 선박의 엔진, 발전기, 보일러에서 발생된 배기가스를 선택적으로 제공받도록 상기 각 공간과 연통되는 분기배관이 연결되어 이루어지며;

상기 배기가스 처리부의 분기배관에는, 상기 선박의 엔진, 발전기, 보일러로부터 발생된 배기가스를 배기가스 처리부 이외의 장소로 배출함을 안내하는 바이패스관이 각각 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치이 공개되어 있다.

다른 종래기술로서 공개특허공보 공개번호 제10-2019-0008791호의 배기가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 의하면, 프로펠러와 연결된 구동축에 동력을 전달하여 선박을 추진시키는 추진엔진;

상기 선박에서 사용되는 전력을 생산하는 발전엔진;

상기 발전엔진에서 배출되는 배기가스를 처리하는 발전엔진용 배기가스 처리 장치;

상기 발전엔진에서 생산된 전력을 공급받아 상기 구동축에 동력을 전달하여, 상기 선박을 추진시키는 모터; 및

상기 구동축에 구비되되, 상기 추진엔진에서 공급되는 동력 또는 상기 모터에서 공급되는 동력을 상기 구동축에 선택적으로 전달하도록 제어하는 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리 시스템이 공개되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술들은 녹스와 분진을 동시에 걸러낼 수 없고, 공간이 부족하며 처리공정이 복잡하여 인력 및 원가를 절감할 수 없는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 선박의 보조발전기에서 배출되는 배기가 필터를 거치면서 녹스와 분진이 동시에 걸러지는 친환경적이고, 설치비용이 저렴하며, 폐 가스 처리공정 축소로 인한 인력 및 원가를 절감할 수 있는 선박 배기가스 처리 방법에 관한 것이다.

본 발명은 선박 배기가스 처리 검사 방법에 관한 것으로, 선박의 보조발전기의 배기구에서 배출되는 배기가스를 선박 배기가스 필터 장치로 처리한 후 검사하는 선박 배기가스 처리 검사 방법에 있어서,

상기 선박의 배기구에서 배출된 배기가스가 선박 배기가스 필터 장치의 투입관(100)으로 투입되는 1단계;

상기 투입관(100)을 통해 유입되는 배기가스에 환원제를 공급하는 2단계;

상기 배기가스와 환원제를 혼합하는 3단계;

상기 선박 배기가스 필터 장치의 처리부(400)에서 배기가스의 녹스(NOx)와 분진을 걸러내는 4단계;

상기 선박 배기가스 필터 장치의 처리부(400)에서 걸러진 배기가스를 검사하는 5단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 선박의 보조발전기에서 배출되는 배기가 필터를 거치면서 녹스와 분진이 동시에 걸러지는 친환경적이고, 설치비용이 저렴하며, 폐 가스 처리공정 축소로 인한 인력 및 원가를 절감할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 선박 배기가스 처리 장치의 사시도
도 2는 본 발명의 선박 배기가스 처리 장치의 처리부 상세도
도 3은 본 발명의 선박 배기가스 처리 장치의 혼합관 상세도
도 4는 본 발명의 선박 배기가스 처리 장치의 촉매필터 사진

본 발명은 선박 배기가스 처리 검사 방법에 관한 것으로, 선박의 보조발전기의 배기구에서 배출되는 배기가스가 선박 배기가스 필터 장치를 거쳐 배기가스를 처리하는 선박 배기가스 처리 검사 방법에 있어서,

상기 배기가스가 배기구와 연결된 선박 배기가스 필터 장치의 투입관(100)으로 투입되는 1단계;

상기 배기가스와 환원제를 혼합하는 3단계;

상기 선박 배기가스 필터 장치의 처리부(400)에서 배기가스를 처리하는 4단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 환원제는 우레아(UREA)를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 처리부(400)는 배기가스의 녹스(NOx)와 분진을 걸러내는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 선박 배기가스 처리 장치의 사시도, 도 2는 본 발명의 선박 배기가스 처리 장치의 처리부 상세도, 도 3은 본 발명의 선박 배기가스 처리 장치의 혼합관 상세도, 도 4는 본 발명의 선박 배기가스 처리 장치의 촉매필터 사진이다.

본 발명은 선박의 보조발전기의 배기구에서 배출되는 배기가스를 선박 배기가스 필터 장치로 처리한 후 검사하는 선박 배기가스 처리 검사 방법에 관한 것이다.

상기 선박 배기가스 필터 장치를 소형으로 만든 후, 선박 배기가스 필터 장치로 배기가스를 처리한 후 검사하는 것으로, 상기 선박의 배기구에서 배출된 배기가스를 선박 배기가스 필터 장치의 투입관(100)으로 투입한다.

그 후에 상기 투입관(100)을 통해 유입되는 배기가스에 환원제를 공급한다.

그 후에 상기 배기가스와 환원제를 혼합한다.

그 후에 상기 선박 배기가스 필터 장치의 처리부(400)에서 배기가스를 처리한다.

상기 선박 배기가스 필터 장치의 처리부(400)에서 걸러진 배기가스를 검사하여 녹스(NOx)와 분진의 농도를 측정하여 배기가스가 걸러지는 것을 검사하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 사용되는 선박 배기가스 필터 장치는, 선박의 보조 발전기의 배기구와 연결되어 배기가스를 유입하는 유입관(100)과, 상기 유입관(100)의 끝단에 연결되어 환원제를 투입하는 투입관(200)과, 상기 투입관(200)의 끝단에 연결되어 유입관(100)에서 유입된 배기가스와 투입관(200)에서 유입된 환원제를 혼합하는 혼합관(300)과, 상기 혼합관(300)의 끝단에 연결되어 배기가스를 처리하는 처리부(400)로 이루어진다.

상기 유입관은 일단은 선박의 보조 발전기의 배기가스 배출구와 연결되고, 타단은 선박 배기가스 처리 장치의 투입관과 연결되며, 상기 유입관은 보조 발전기의 배기가스를 선박 배기가스 처리장치로 공급하기 위한 것이다.

상기 투입관은 일단이 유입관에 연결되고, 타단은 혼합관에 연결되되, 상기 투입관의 외주연에는 환원제를 투입하는 분사노즐(210)이 설치되어 있다.

상기 투입관을 통해 배기가스가 혼합관으로 유입되면, 투입관의 외주연에 설치된 분사노즐이 환원제를 분사하여 배기가스와 환원제가 함께 혼합관으로 유입되는 것이다.

상기 투입관(200)에서 투입되는 환원제는 우레아(UREA)를 사용한다.

상기 혼합관은 투입관에서 유입된 배기가스와 환원제를 혼합한는 것으로, 상기 혼합관은 내부에 복수 개의 철선이 서로 교차하여 복수개가 설치된다. 상기 배기가스와 환원제가 복수 개의 철선에 부딪히면서 혼합관 내부에서 배기가스와 환원제가 서로 섞이게 되는 것이다.

상기 처리부(400)는 배기가스와 환원제가 섞여서 내부로 유입되면, 배기가스의 녹스(NOx)와 분진을 걸러내는 것이다.

상기 처리부(400)는 하우징(410)과, 상기 하우징(410)의 하부에 설치되어 혼합관(300)과 연결되는 출입구(411)와, 상기 하우징(410)의 상부에 설치되어 배기가스의 녹스(NOx)와 분진을 걸러낸 배기가스를 배출하는 배출구(412)와, 상기 하우징(410)의 내부에서 출입구(411)와 배출구(412) 사이에 일정간격 이격되어 설치되는 복수 개의 촉매필터(420)로 이루어진다.

상기 하우징의 하부에는 이물질을 배출하는 이물질배출구(430)가 형성된다.

상기 하우징은 내부에 공간부가 형성된 육면체 형상으로 형성되며, 상부에는 배출구가 형성되며, 상기 배출구는 원형 파이프 형상으로 형성된다.

상기 하우징의 하부에는 출입구가 형성되며, 상기 출입구는 원형 파이프 형상으로 형성된다.

상기 하우징의 하부에서 출입구까지는 하우징에서 출입구로 갈수록 직경이 작아지게 형성된다.

이에, 상기 출입구로 유입된 배기가스는 하우지의 하부의 경사면에 접촉하여 와류가 발생된다.

그리고 상기 하우징의 내부에는 촉매필터가 설치된다.

상기 촉매필터는 복수 개가 일정간격 이격되어 설치된다.

상기 촉매필터는 상, 하부가 개구되어 있는 중공체인 파이프 형상이되, 수평단면이 타원형으로 형성된다.

상기 하우징에 설치되는 촉매필터는 접촉면적이 넓은 부분이 하우징의 측면 방향을 바라보도록 하되, 촉매필터의 개구된 상, 하부가 하우징의 상, 하면을 바라보도록 설치된다.

그러므로 상기 배기가스가 출입구를 통해 하우징 내부로 유입되면, 상기 배기가스는 촉매필터의 접촉면적이 넓은 부분에 접촉하게 된다.

이때, 상기 배기가스는 촉매필터의 면적이 넓은 외면에 접촉하여 촉매필터 내부로 유입되면, 상기 배기가스의 분진은 촉매필터 외면에서 걸러지게 된다.

그리고 상기 배기가스가 촉매필터에 접촉하여 촉매필터의 내면으로 유입될 때 촉매필터와 환원제인 우레아(UREA)와 고온의 배기가스의 녹스(NOx)가 화학반응을 하여 물을 생성한다.

그러므로 촉매필터에 의해 배기가스의 녹스(NOx)와 분진이 걸러지며, 상기 필터에 의해 걸러진 배기가스를 클린가스라고 하며, 상기 클린가스는 촉매필터의 내부에서 촉매필터의 상, 하부 개구부를 통해 촉매필터 외부로 배출되고, 촉매필터 외부로 배출된 클린가스는 하우징의 배출구를 통해 외부로 배출되는 것이다.

이때 상기 클린가스는 외부에 별도로 설치된 배기가스 농도 검사 장치에 의해 클린가스의 녹스(NOx)와 분진의 농도를 측정하여 배기가스 처리가 잘되었는지 검사하는 것이다.

그리고 상기 촉매필터에서 걸러진 분진과 물은 하우징의 하부로 이동되고, 하우징의 하부에 모인 분진과 물은 하우징의 하부에 이물질배출장치에 의해 외부로 배출된다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예로서, 상기 촉매필터는 하우징의 내측면에 접촉되지 않도록 복수 개가 수평방향으로 등간격 이격되어 설치되어 있으며, 상기 하우징의 우측면쪽에 등간격 이격되어 설치된 촉매필터를 1열이라 하고 우측면에서 멀어질수록 2열...n열이라 하고, 상기 2열에 설치된 촉매필터는 1열의 촉매필터와 촉매필터 사이 공간을 막을 수 있도록 1열에서 좌측으로 일정간격 이격되어 설치된다.

3열에 설치된 촉매필터는 2열의 촉매필터와 촉매필터 사이 공간을 막을 수 있도록 2열에서 좌측으로 일정간격 이격되어 설치되며, n열에 설치된 촉매필터는 n-1열의 촉매필터와 촉매필터 사이 공간을 막을 수 있도록 n-1열에서 좌측으로 일정간격 이격되어 설치된다.

이에, 상기 출입구를 통하여 하우징 내부로 유입된 배기가스는 일간간격 이격되어 설치되어 있는 촉매필터에 접촉된 후에 하우징의 배출구를 통해 외부로 배출된다.

한편, 상기 촉매필터는 세라믹이 코팅된 촉매필터를 사용하며, 상기 세라믹이 코팅된 촉매필터에 대한 자세한 설명은 다음과 같다.

필터에 촉매 코팅을 하기 위하여 세라믹촉매코팅액을 제조한다. 그 후에, 상기 필터를 세척한다. 그 후에, 상기 필터를 세라믹필터용 세라믹 코팅장치에 투입하고 세라믹촉매코팅액을 분사하여 코팅한다. 그 후에, 상기 필터(500)를 건조 및 소결하여 세라믹이 코팅된 촉매필터를 제조하는 것이다.

상기 세라믹촉매코팅액은 Oxalic acid, Distilled water, TiO₂,NH₄VO₃, (NH₄)₁₀W₁₂O₄₁를 혼합하여 분무건조 한 후에 분말소결하고, 소결된 분말을 물과 혼합하여 용액을 제조하고, 습식분배하여 제조되는 것이다.

상기 세라믹촉매코팅액을 제조하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 대용량 반응기에 장착된 대형 비커에 증류수를 넣고 가열한다. 적정 온도로 가열된 증류수에 옥살산에 용해시켜 산성용액을 준비한다. 실험실의 장비와 환경의 변화가 있어서 PH meter(HM-42x)를 사용하여 정확한 산도를 맞춘다.

상기 세라믹촉매코팅액의 주 원료가 되는 NH₄VO₃(Ammonium metavanadate(JUNSEI))와 (NH₄)₁₀W₁₂O₄₁(Ammonium metatungstate hydrate(ALDRICH)), TiO₂(DEGUSSA)powder이다.

산성용액에 NH₄VO₃와 (NH₄)₁₀W₁₂O₄를 완전히 용해시키고 TiO₂ powder를 넣은 후 교반기로 교반하한다.

그리고 교반된 용액을 촉매로 제조하기 위해서는 하소(calcination) 과정이 필요하며, 먼저 건조시킬 필요성이 있다.

교반된 용액을 고형 분말로 건조시키기 위하여 분무건조기를 사용한다. 분무 건조기는 액상의 재료를 열풍 중에 분무하여 건조 입자를 얻는 장치이며, 균일한 조성의 원료 분말을 얻을 수 있다. 단, 용액을 공급할 때, TiO₂ powder들이 침잠되지 않도록 교반 할 수 있는 제2교반기가 필요하다. 이렇게 건조된 고형 분말은 전기로에서 소결하였다.

상기 소결된 촉매 분말은 입도가 수~수십 ㎛에 이르며 상대적으로 표면적이 커서 촉매 효율이 낮고 세라믹 필터 표면에 코팅하기 어렵기 때문에 입도를 조정할 필요성이 있다.

바스켓 밀은 도가니 속에 고속으로 회전하는 세라믹 비드가 들어 있는 회전체를 용액과 같이 넣어 입도를 조정하는 장치로, 촉매 분말의 입도를 조정하는 데 사용하였으며, 입도 분석 결과로 60분 이상 밀링을 하였을 때 이상적인 입도를 얻을 수 있었다.

촉매 코팅 장치에서 코팅된 세라믹 촉매 필터는 건조 과정을 거친 후 촉매의 접착력과 내구도를 높이기 위하여 소결(Sintering) 과정이 필요하다. 일반적인 전기로의 경우 열원의 위치와 소결체의 크기에 의해 부분적으로 온도가 달라지는 열편차가 일어난다. 시트형 세라믹 필터의 경우 직사각형의 형태를 띤 튜브 형태로 가로와 세로의 길이 차이가 크고 튜브 두께가 상대적으로 얇기 때문에 열편차가 발생할 경우 세라믹 필터부와 촉매 코팅층이 손상을 입어 변형되거나 크랙(crack)이 발생할 수 있으며, 중앙부분이 목표 온도에 도달하는 시간이 길기 때문에 작업 시간도 늘어나게 된다. 열편차를 줄이고 대량의 세라믹 필터를 소결하기 위하여 대차식 Convection Oven을 소결 장치로 사용하였다.

오븐 형태의 이 장치는 내부에 열풍을 순환시켜 전체적인 열편차를 최소화 할 수 있게 되어있다. 또한 바닥부분이 대차식이어서 손쉽게 소결체를 적층할 수 있으므로 대량의 촉매 필터를 소결 할 때 용이하게 사용된다. 촉매의 최적 소결온도는 사전 실험으로 확인한 사항이었지만 세라믹 필터의 크기가 커지고 한 번에 소결 되는 필터의 수가 많아지면서 승온 속도, 중간 온도, 유지 시간 등에 변동이 있었다.

촉매 필터를 소결 할 때 열충격에 의한 손상을 줄이면서 작업시간을 감안하여 최적화한 소결 스케쥴 (Sintering schedule)을 나타낸다.

세라믹 필터에 촉매를 코팅하는 방법 중 가장 일반적인 방법은 담금법(Dip coating)이다. 담금법은 코팅용으로 제조한 촉매 용액에 세라믹 필터를 담그고 세라믹 필터에 촉매가 담지 되도록 일정 시간 후 꺼내고 건조 시키는 방법이다. 이 방법은 가장 많이 쓰이는 세라믹 코팅 공정 중 하나이며 생산 비용이 적고 대량 생산에 적합하여 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다. 하지만 촉매를 담지 후 건조 과정에서 콜로이드(colloid) 상태의 촉매가 아래(중력방향)으로 흘러내리며 건조되어 촉매의 두께가 불균일해지는 현상이 생긴다. 이를 극복하기 위하여 스프레이 법(Spray coating)이 도입되어 사용되는 추세이지만 일반적인 스프레이 법으로는 이 현상을 완화시키기 어렵다. 촉매가 불균일해지는 것을 방지하고 촉매 코팅액의 손실을 줄이기 위해서 새로운 코팅 장치를 고안하였다.

시트형 세라믹 필터에 촉매를 코팅하기 위하여 제작한 촉매 필터 코팅 장치의 사진과 모식도이다. 촉매 코팅 용액은 촉매 분말이 용액속에 분산되어 있는 형태이기 때문에 가만히 놓아두면 농도가 불균일한 층이 생긴다. 이를 방지하고자 용액 공급 용기에는 교반장치가 필수로 부착되어 있다. 공급 용기 속 용액은 에어 펌프를 통하여 스프레이 노즐(Spray nozzle)로 공급된다. 노즐은 작업 공간 상단에 고정되어 있으며 세라믹 필터의 크기에 맞추어 4개의 노즐이 일렬로 장치되었다. 코팅이 되는 세라믹 필터는 회전형 지그에 고정되며 노즐에서 촉매 코팅 용액이 분사될 때 세라믹 필터가 회전하여 촉매가 균일하게 코팅될 수 있도록 하였다.

코팅 된 촉매 필터는 회전 지그에서 건조될 때까지 회전함으로써 콜로이드 상태의 촉매가 흘러내려 촉매의 두께가 불균일해지는 것을 방지한다. 코팅되지 않은 용액은 하단부의 회수 밸브(recycle valve)에서 수거하여 재사용함으로써 재료의 손실을 최소화할 수 있게 하였다.

코팅 조건 따라서 촉매 코팅층의 두께가 불균일해지는 현상이 있었지만 분사량, 분사 시간, 분사 각도, 회전 속도 등을 조절하여 적절한 코팅 조건을 찾을 수 있었다.

100 : 유입관
200 : 투입관 210 : 분사노즐
300 : 혼합관
400 : 처리부
410 : 하우징 411 : 출입구
412 : 배출구
420 : 촉매필터
430 : 이물질배출구

Claims

선박의 보조발전기의 배기구에서 배출되는 배기가스를 선박 배기가스 필터 장치로 처리한 후 검사하는 선박 배기가스 처리 검사 방법에 있어서,
상기 선박의 배기구에서 배출된 배기가스가 선박 배기가스 필터 장치의 투입관(100)으로 투입되는 1단계;
상기 투입관(100)을 통해 유입되는 배기가스에 환원제를 공급하는 2단계;
상기 배기가스와 환원제를 혼합하는 3단계;
상기 선박 배기가스 필터 장치의 처리부(400)에서 배기가스를 처리하는 4단계;
상기 선박 배기가스 필터 장치의 처리부(400)에서 걸러진 배기가스를 검사하는 5단계;
로 이루어지는 선박 배기가스 처리 검사 방법에 있어서,
상기 선박 배기가스 필터 장치는 선박의 보조발전기 배기구와 연결되어 배기가스를 유입하는 유입관(100)과, 상기 유입관(100)의 끝단에 연결되어 환원제를 투입하는 투입관(200)과, 상기 투입관(200)의 끝단에 연결되어 유입관(100)에서 유입된 배기가스와 투입관(200)에서 유입된 환원제를 혼합하는 혼합관(300)과, 상기 혼합관(300)의 끝단에 연결되어 배기가스를 처리하는 처리부(400)로 이루어지는 것이며,
상기 유입관(100)은 일단이 선박의 보조 발전기의 배기가스 배출구와 연결되고, 타단은 선박 배기가스 처리 장치의 투입관(200)과 연결되며, 상기 유입관(100)은 보조 발전기의 배기가스를 선박 배기가스 처리장치로 공급하기 위한 것으로, 상기 투입관(200)은 일단이 유입관(100)에 연결되고, 타단은 혼합관(300)에 연결되되, 상기 투입관(200)의 외주연에는 환원제를 투입하는 분사노즐(210)이 설치되어 있으며,
상기 투입관(200)을 통해 배기가스가 혼합관(300)으로 유입되면, 투입관(200)의 외주연에 설치된 분사노즐이 환원제를 분사하여 배기가스와 환원제가 함께 혼합관(300)으로 유입되는 것으로, 상기 투입관(200)에서 투입되는 환원제는 우레아(UREA)를 사용하고, 상기 혼합관(300)은 투입관(200)에서 유입된 배기가스와 환원제를 혼합하며, 상기 혼합관(300)은 내부에 복수 개의 철선이 서로 교차하여 복수개가 설치되고, 상기 배기가스와 환원제가 복수 개의 철선에 부딪히면서 혼합관(300) 내부에서 배기가스와 환원제가 서로 섞이게 되는 것이며,
상기 처리부(400)는 배기가스와 환원제가 섞여서 내부로 유입되면, 배기가스의 녹스(NOx)와 분진을 걸러내는 것으로, 상기 처리부(400)는 하우징(410)과, 상기 하우징(410)의 우측에 설치되어 혼합관(300)과 연결되는 출입구(411)와, 상기 하우징(410)의 좌측에 설치되어 배기가스의 녹스(NOx)와 분진을 걸러낸 배기가스를 배출하는 배출구(412)와, 상기 하우징(410)의 내부에서 출입구(411)와 배출구(412) 사이에 일정간격 이격되어 설치되는 복수 개의 촉매필터(420)와, 상기 촉매필터(420)의 하부에 설치되어 이물질을 외부로 배출하는 이물질배출구(430)로 이루어지는 것이며,
상기 하우징(410)은 내부에 공간부가 형성된 육면체 형상으로 형성되며, 좌측에는 배출구(412)가 형성되며, 상기 배출구(412)는 원형 파이프 형상으로 형성되고, 상기 하우징(410)의 우측에는 출입구(411)가 형성되며, 상기 출입구(411)는 원형 파이프 형상으로 형성되고,
상기 하우징(410)의 내부에는 촉매필터(420)가 설치되고, 상기 촉매필터(420)는 복수 개가 일정간격 이격되어 설치되며, 상기 촉매필터(420)는 상, 하부가 개구되어 있는 중공체인 파이프 형상이되, 수평단면이 타원형으로 형성되는 것이며,
상기 하우징(410)에 설치되는 촉매필터(420)는 접촉면적이 넓은 부분이 출입구 방향을 바라보도록 하되, 촉매필터(420)의 개구된 상, 하부가 하우징(410)의 상, 하면을 바라보도록 설치되고, 상기 배기가스가 출입구(411)를 통해 하우징(410) 내부로 유입되면, 상기 배기가스는 촉매필터(420)의 접촉면적이 넓은 부분에 접촉하게 되고, 상기 배기가스는 촉매필터(420)의 면적이 넓은 외면에 접촉하여 촉매필터(420) 내부로 유입되면, 상기 배기가스의 분진은 촉매필터(420) 외면에서 걸러지게 되는 것이며,
상기 배기가스가 촉매필터(420)에 접촉하여 촉매필터(420)의 내면으로 유입될 때 촉매필터(420)와 환원제인 우레아(UREA)와 고온의 배기가스의 녹스(NOx)가 화학반응을 하여 물을 생성하는 것이며,
상기 촉매필터(420)에 의해 배기가스의 녹스(NOx)와 분진이 걸러지며, 상기 필터에 의해 걸러진 배기가스를 클린가스라고 하며, 상기 클린가스는 촉매필터(420)의 내부에서 촉매필터(420)의 상, 하부 개구부를 통해 촉매필터(420) 외부로 배출되고, 촉매필터(420) 외부로 배출된 클린가스는 하우징(410)의 배출구(412)를 통해 외부로 배출되는 것이며,
상기 촉매필터(420)에서 걸러진 분진과 물은 하우징(410)의 하부로 이동되고, 하우징(410)의 하부에 모인 분진과 물은 하우징(410)의 하부에 설치된 이물질배출구(430)에 의해 외부로 배출되는 것이며,
상기 촉매필터(420)는 출입구(411)에서 배출구(412) 사이에 복수 개가 설치되되, 상기 출입구(411) 방면에서 복수 개가 수평방향으로 등간격 이격되어 설치되어 있으며, 상기 출입구(411) 우측면쪽에 등간격 이격되어 설치된 촉매필터(420)를 1열이라 하고, 우측면에서 멀어질수록 2열...n열이라 하면, 상기 2열에 설치된 촉매필터(420)는 1열의 촉매필터(420)와 촉매필터(420) 사이 공간을 막을 수 있도록 1열에서 좌측으로 일정간격 이격되어 설치되고, 3열에 설치된 촉매필터(420)는 2열의 촉매필터(420)와 촉매필터(420) 사이 공간을 막을 수 있도록 2열에서 좌측으로 일정간격 이격되어 설치되며, n열에 설치된 촉매필터(420)는 n-1열의 촉매필터(420)와 촉매필터(420) 사이 공간을 막을 수 있도록 n-1열에서 좌측으로 일정간격 이격되어 설치되는 것이며,
상기 출입구(411)를 통하여 하우징(410) 내부로 유입된 배기가스는 일간간격 이격되어 설치되어 있는 촉매필터(420)에 접촉된 후에 하우징(410)의 배출구(412)를 통해 외부로 배출되는 것이며,
상기 촉매필터(420)는 세라믹이 코팅된 촉매필터를 사용하며, 필터에 촉매 코팅을 하기 위하여 세라믹촉매코팅액을 제조하고, 그 후에, 상기 필터를 세척하고, 그 후에, 상기 필터를 세라믹필터용 세라믹 코팅장치에 투입하고 세라믹촉매코팅액을 분사하여 코팅하고, 그 후에, 상기 필터를 건조 및 소결하여 세라믹이 코팅된 촉매필터(420)를 제조하는 것이며,
상기 세라믹촉매코팅액은 Oxalic acid, Distilled water, TiO₂,NH₄VO₃, (NH₄)₁₀W₁₂O₄₁를 혼합하여 분무건조 한 후에 분말소결하고, 소결된 분말을 물과 혼합하여 용액을 제조하고, 습식분배하여 제조되는 것을 특징으로 하는 선박 배기가스 처리 검사 방법
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